PlantScreenJukwaa la uchambuzi wa phenotype ya mimea ya kiwango cha juu

——Field-based High-throughput Phenotyping PlatForm

Kujenga uwezo wa uchambuzi wa haraka, sahihi na wa juu wa uharibifu wa sifa nyingi za mimea iliyokua porini ni changamoto kubwa zaidi kwa uzalishaji wa mazao ya kizazi katika karne ya 21 (Andrade-Sanchez et al. 2014, Furbank and Tester 2011, Houle et al. 2010) . Jukwaa la uchambuzi wa phenotype ya mimea yenye uhakika mkubwa wa mashambani lina umuhimu mkubwa kwa uchunguzi wa jineti, bioteknolojia, uzalishaji wa mazao, na ufuatiliaji wa utafiti wa majibu ya mazao kwa mabadiliko ya hali ya hewa, udongo, usimamizi wa kilimo, hasa kilimo cha kisasa, kilimo cha akili.

PlantScreenJukwaa la uchambuzi wa phenotype ya mimea ya juu ya mvutano linaunganisha mfumo wa kudhibiti moja kwa moja, uchambuzi wa kupima picha ya fluorescence ya chlorophyll, uchambuzi wa picha ya joto ya mimea, uchambuzi wa spectrum ya juu ya mimea, uchambuzi wa picha ya rangi ya RGB na jukwaa la data kubwa la mtandao + phenotype, kwa njia bora ya kufikia kipimo cha uchambuzi wa phenotype ya juu ya mvutano wa mvutano, majibu ya kulazimisha mimea na uchambuzi wa picha ya upinzani wa mimea, uchambuzi wa ukuaji wa mimea, utambuzi wa sifa na utafiti wa uchambuzi wa kikolojia wa mimea. Kama mtengenezaji wa kwanza ulimwenguni katika maendeleo ya uzalishaji wa mfumo wa picha ya fluorescence ya mimea, kampuni ya PSI iko mbele ya teknolojia ya kimataifa katika uwanja wa uchambuzi wa picha ya mimea, na jukwaa la uchambuzi wa picha kama uchambuzi wa picha ya fluorescence ya fluorescence ya mimea inafanyaPlantScreenKuwa vifaa vya juu zaidi vya uchambuzi wa phenotype ya mimea na uchambuzi wa picha ya kazi.

Makala ya kazi:

1) Jukwaa kubwa la sensor la kazi nyingi, linajumuisha picha ya fluorescence ya chlorophyll, picha ya RGB, picha ya joto ya infrared, LiDAR、 High spectrum imaging na vifaa vingine vya juu vya high-end sensory, uchambuzi wa kina:

a) Uchambuzi wa sifa za muundo (picha ya RGB na LiDAR)

b) Uchambuzi wa kazi (chlorophyll fluorescence imaging)

c) Tathmini ya muundo na ukuaji (picha ya RGB na LiDAR)

d) utendaji wa photosynthesis (chlorophyll fluorescence imaging)

e) Bio-kukabiliana na majibu yasiyo ya kukabiliana (chlorophyll fluorescence imaging, high spectrum imaging, infrared joto imaging)

f) utendaji wa kikolojia ikiwa ni pamoja na fisiolojia ya photosynthesis, nguvu ya pores, viashiria vya biochemical metabolism, nk (chlorophyll fluorescence imaging, high spectrum imaging, infrared heat imaging)

2) teknolojia ya kuongoza duniani FluorCam chlorophyll fluorescence imaging, ni teknolojia muhimu ya uchambuzi wa sifa ya kazi ya mazao ya kibiolojia na mazingira, chanzo cha mwanga cha LED cha akili hutoa mwanga wa kupima wa modulation unaweza kupima fluorescence ya chlorophyll na ufanisi wa photosynthesis chini ya hali ya kukabiliana na mwanga wakati wa picha moja kwa moja mchana; Pamoja na kipekee ya juu nyeti chlorophyll fluorescence picha lens, eneo la picha hadi 35cm x 35cm (inaweza customized wateja 80cm x 80cm), ni vifaa vya kiufundi kubwa zaidi duniani moja chlorophyll fluorescence picha eneo

3) inaweza kusakinishwa kwenye trakta kwa ajili ya uchambuzi wa picha ya moja kwa moja ya mkononi, au inaweza kusakinishwa kwenye jukwaa la kujitolea la uendeshaji wa moja kwa moja wakati huo huo huo kwa ajili ya uchambuzi wa picha ya moja kwa moja ya ufunikaji kamili wa sampuli na uchambuzi wa mtandaoni

4) Uchambuzi wa kibinafsi wa jukwaa kubwa la data, ikiwa ni pamoja na udhibiti wa mfumo, ukusanyaji wa data, uchambuzi wa usindikaji wa data na kuonyesha mtandaoni, database, nk

5) Msaada wa kiufundi wa timu ya wataalamu wa Kituo cha Utafiti wa Phenotype cha PSI, inayoandaa semina ya phenotype ya mimea ya ulimwengu kila mwaka huko Marekani na Ulaya

6) Inaweza kuwa na jukwaa la uchambuzi wa high-throughput ya PhenoUAS drone kulingana na teknolojia ya drone (UAV-based), kuruhusu uchambuzi wa haraka wa phenotype kulingana na ardhi scalling-up kwa eneo kubwa la hewa

7) inaweza kuwa na kituo cha ufuatiliaji wa hali ya hewa ya udongo, uchambuzi kamili wa uhusiano wa hali ya mazingira na sifa za phenotype

8) inaweza kuwa pamoja na mfumo wa ufuatiliaji wa kikolojia wa mimea, kufuatilia habari nyingine za photosynthesis ya mimea na ukuaji wa matunda

9) inaweza kuwa pamoja na moja kwa moja uzito digital viwanda, kwa ajili ya uzito sahihi, udongo unyevu ufuatiliaji, moja kwa moja maji nk

Viashiria kuu vya kiufundi:

1. Jukwaa la uchambuzi wa picha moja kwa moja la kazi nyingi, linajumuisha chanzo cha mwanga cha LED na moduli ya picha ya fluorescence ya chlorophyll, moduli ya uchambuzi wa picha ya RGB na nyingine kama vile picha ya joto la infrared, skanning ya laser ya LiDAR, spectrum ya juu na moduli ya uchambuzi wa picha nyingine, inaendesha moja kwa moja kupitia mfumo wa uendeshaji, kuhifadhi kwa moja, uchambuzi wa moja kwa moja wa mtandaoni, nk

2. Uchambuzi wa picha ya fluorescence ya chlorophyll (viwango vya kawaida):

a) 3 rangi smart LED kuchochea chanzo cha mwanga, 620nm pulse kupima mwanga, nyeupe chemikali ya mwanga na upeo wa mwanga wa mwisho, 735nm infrared mwanga kwa ajili ya kupima Fo 'nk

b) Inaweza kuwa na chanzo cha mwanga wa bluu na magurudumu ya kuchuja ya bit 7 kwa ajili ya kupima fluorescence ya vipimo vya vipimo vya vipimo vya vipimo vya vipimo vya vipimo vya vipimo vya vipimo vya vipimo vya vipimo vya vipimo vya vipimo

c) kipekee high-nyeti CCD chlorophyll fluorescence picha sensor, frame frequency hadi 50fps, ufanisi kukamata chlorophyll fluorescence transient, azimio 720x560 pixels, A / D 12 bit, na hali ya video na hali ya snapshot; CCD ya azimio la juu, azimio 1360x1024, 20fps frame frequency, A / D 16bit

d) eneo la picha moja 35x35cm

e) vipimo vya kupima picha: inaweza kufanywa vipimo vya usiku wa giza na kupima mwanga wa mchana, vipimo vya kupima ni pamoja na Fo, Fm, Fv, Fo’, Fm’, Fv’, Ft, Fv/Fm, Fv’/Fm’, Phi_PSII, NPQ, qN, qP, Rfd Vigezo vya fluorescence vya chlorophyll, kutumika kuchambua ufanisi wa photosynthesis ya mimea, ufanisi, lazima za kibiolojia na zisizo za kibiolojia na upinzani wa mazao, ujasiri, nk.

f) Fv / Fm, Kautsky-induced athari, uchambuzi wa fluorescence kumaliza, nk kamili automatisering kipimo taratibu (itifaki) na kipimo vigezo, kama vile Fv / Fm taratibu kipimo muda wa 10s tu

g) Uchambuzi wa data ya fluorescence ya chlorophyll mtandaoni, ikiwa ni pamoja na chati ya nguzo, chati ya vipimo, meza ya data, nk, na kazi ya kugawanya picha ya desturi, inaweza kufanya uchambuzi wa nguzo ya viwango tofauti vya muda (kama vile siku, mwezi, msimu mzima wa ukuaji, nk)

h) ni kweli mbili-dimensional synchronous picha, vipimo vya fluorescence ya chlorophyll zilizopatikana ni vipimo vya usambazaji wa mbili-dimensional kweli kulingana na pixel pointi, kuepuka urahisi wa "picha iliyosababishwa na laser" (faida ni mwanga, kuokoa umeme) ni picha ya moja-dimensional tu (pointi au mstari), haiwezi synchronize picha ya mbili-dimensional, ni hatari kwa athari za mazingira (kama vile upepo hupunguza na kuzalisha makosa makubwa), vipimo vya picha ni vipimo vya analog tu (kulingana na skanning ya laser, fluorescence ya kupima haraka na fluorescence ya kupima polepole sio fluorescence ya chini na fluorescence ya juu, vipimo vya "uzalishaji wa quantum ya mwanga" ni vipimo vya kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangalia kuangali Masuala kama vile kutokuwa na teknolojia (hakuna kumbukumbu inayopatikana)

i) Ni njia ya kiufundi inayotumika sana na kuchapishwa zaidi duniani kwa uchambuzi wa phenotype ya mimea ya juu

Uchambuzi wa picha ya RGB (kiwango cha kiwango): inaweza kufanya uchambuzi wa picha ya umbo wa mimea, rangi ya kijani, nk, azimio la 5Mpx, na inaweza moja kwa moja kufanya uchambuzi wa takwimu ya idadi ya maua ya mimea, mchanganyiko wa mchere, nk, vigezo kuu vya kupima uchambuzi ni pamoja na:

Eneo la Jani: Muhimu kwa kufuatilia kiwango cha ukuaji na mabadiliko yake ya nguvu

2) 植物紧实度／紧密度 ((Uimara / Compactness. Uharibifu kati ya eneo lililofunikwa na kiwanda cha kiwanda cha kiwanda na eneo lililofunikwa na kiwanda halisi)

3) 叶片周长(Leaf Perimeter: Hasa muhimu kwa ajili ya sura ya msingi ya majani na upana tathmini (pamoja na eneo la majani)

4) 偏心率 ((Eccentricity: Makadirio ya sura ya mimea, idadi ya scalar, eccentricity ya ellipse na dakika sawa za pili kama mimea (0... mduara, 1... sehemu ya mstari))

5) 叶圆度 ((Roundness: Kulingana na tathmini ya uwiano kati ya eneo la majani na perimeter. Inatoa habari kuhusu majani roundness)

6) 叶宽指数 ((Medium Leaf Width Index: Eneo la majani linalolingana na mifupa ya mimea (yaani kupunguza majani hadi sehemu ya mstari))

7)叶片细长度SOL (Slenderness ya Majani)

8)植物圆直径(Circle Diameter. Diameter ya mduara na eneo sawa na mmea)

9) Convex Hull Area. Muhimu kwa ajili ya tathmini compactness)

10) 植物质心 ((Centroid. Kituo cha nafasi ya mimea ya wingi (hasa muhimu kwa tathmini ya eccentricity))

Kiwango cha Flattening Index

Kiwango cha ukuaji wa uhusiano (Relative growth rate)

13) Kiwango cha kijani na uchambuzi wa kiwango (kijani giza, kijani cha afya, kijani mwanga, nk)

Rangi segmentation kwa ajili ya mimea fitness tathmini

15) Uchambuzi wa nguvu wa sifa nyingine na rangi

4.3D laser scan uchambuzi (chaguo): kwa ajili ya uchambuzi wa muundo wa mimea, kupitia uchambuzi wa wingu wa doti moja kwa moja kuhesabu muundo wa mimea, biomass, idadi ya majani, eneo la majani, pembe ya majani, urefu wa mimea na vigezo mbalimbali vya muundo wa morphology

5. Infrared joto picha uchambuzi (chaguo): Focal anga array microthermal radiometer, azimio 640 × 480 pixels, band 7.5-13μm, joto mbalimbali -20 - 120 ℃, azimio < 0.05 ℃ @ 30 ℃ / 50mK, eneo picha 35x35cm, kwa ajili ya picha mimea katika hali ya mwanga ya mionzi ya joto usambazaji, na kuchambua mimea ya hewa conductivity nguvu, ukame kulazimishwa na kukama uwezo wa tathmini nk, joto nzuri inaweza kufanya mimea kuvumilia muda mrefu wa juu ya mwanga mionzi au hali ya maji ya chini (ukame)

6. uchambuzi wa picha ya juu ya spectrum (chaguo): wavelength mbalimbali 380-1000nm, bandi ya spectrum (idadi ya bandi) 675, inaweza kupiga picha na kuchambua alama ya kawaida (Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)) rahisi uwiano Index (Equation: SR = RNIR / RRED), kuboreshwa Chlorophyll absorption katika reflectance Index (MCARI1), Equation: MCARI1 = 1.2 * [2.5 * (R790-R670) - 1.3 * (R790-R550)]), Optimized Soil-Adjusted Vegetation Index (OSAVI), Equation: OSAVI = (1 + 0.16) * (R790-R670) / (R790-R670 + 0.16), Photochemical reflectance Index (PRI), PRI = (R531-R570) / (R531 + R570), nk

Jukwaa la kuhamia: mkono wa jukwaa 12m span, jukwaa la picha ya kazi nyingi linaweza kuchambua picha moja kwa moja kwenye jukwaa la simu, inaweza kuchambua sampuli ya upana wa 10m moja kwa moja, eneo la picha la kila scan linaweza kufikia 10x0.35m (3.5m2), kukamilisha muda wa scan kutoka chini ya dakika 1 hadi dakika chache (kulingana na Itifaki ya taratibu ya kupima majaribio), jukwaa la simu linaweza kuendesha moja kwa moja kwenye orbit, umbali wa kuendesha kwa kanuni hauna kikomo (kulingana na urefu wa orbit); 2.5m urefu wa jukwaa la simu, jukwaa la picha la kazi nyingi linaweza kurekebishwa ili kukabiliana na uchambuzi wa picha ya mazao ya urefu tofauti; Jukwaa la simu 4 magurudumu ya mpira inaweza kuendesha moja kwa moja kupitia mfumo wa udhibiti kwenye orbit na kupima picha moja kwa moja, pia ni rahisi kuhamia ardhi ya kawaida, kurejea nk, kwa sampuli ya 75x20m, jukwaa la simu linaweza kupakia jukwaa la picha la kazi nyingi kukamilisha sampuli ya 75x10m kwa wakati mmoja, kisha kukamilisha uchambuzi wa picha ya nusu nyingine ya 75x10m baada ya kurejea kwa mikono; Pamoja na usahihi wa mfumo wa GPS hadi 2cm, kupitia programu moja kwa moja kurekodi data ya kupima, eneo, wakati, nk, inaweza kutoa nguvu kwa jenereta ya dizeli kuendesha jukwaa nzima

8. inaweza kuwa pamoja na mtandao wa vipimo vya mazingira, moja kwa moja kufuatilia rekodi PAR, viwango vya CO2 vya mazingira, joto na unyevu wa hewa, mvua na unyevu wa udongo, nk.

Mfumo wa kudhibiti na uchambuzi wa ukusanyaji wa data (jukwaa la data kubwa):

1) User kirafiki graphical interface

2) Kazi ya GPS inaweza kufanya uchambuzi wa muundo wa usambazaji wa nafasi na wakati

3) Imejengwa mbalimbali ya Itifaki kukomaa, na user-defined, uhariri wa moja kwa moja kupima taratibu (itifaki), kulingana na user kuanzisha taratibu moja kwa moja kukamilisha majaribio yote. Matokeo ya data moja kwa moja kuhifadhiwa na kuchambua, matokeo ya data kuchambuliwa inaweza moja kwa moja kuonyeshwa katika mfumo wa curves nguvu

4) MySQL mfumo wa usimamizi wa database, inaweza kushughulikia database kubwa na makumi ya milioni ya rekodi, inasaidia injini nyingi za kuhifadhi, data husika moja kwa moja kuhifadhiwa katika meza tofauti katika database

5) Unaweza kufanya vipimo vyote kwa njia ya programu default, pia inaweza kujenga mchakato wa kazi wa desturi kupitia zana za maendeleo, au manually operesheni chanzo cha mwanga cha LED kufungua au kuzima, RGB scan picha, chlorophyll fluorescence picha, nk

6) Programu ya majaribio (Protocols) ina ufunguo wa kuanza, ufunguo wa kumaliza, ufunguo wa kusimamisha

7) Mfumo unaweza kudhibiti kwa mbali kupitia mtandao wireless, kuruhusu watumiaji kupata kwa mbali kupitia mtandao, kufanya usindikaji wa data, kushusha na kubadilisha muundo wa majaribio, na kazi ya kiwango cha haki ya mtumiaji, kuzuia vibaya vya watu wengine kuathiri majaribio

Mahali pa asili: PSI Ulaya

Matumizi ya kesi:

Maombi ya FluorCamTeknolojia ya fluorescence ya chlorophyll, kwa ajili ya ufuatiliaji wa muda mrefu wa misimu tofauti ya mimea ya pori, wakati huo huo huo kufuatilia photosynthesis ya mimea (CO2 assimilation) A, matokeo angalia picha hapa chini. FluorCam fluorescence teknolojia kutumia teknolojia ya kuchochea mwanga pulse modulation, high nyeti CCD sensor (mzunguko wa sampuli hadi mara 50 kwa sekunde) teknolojia na chanzo cha mwanga LED akili, inaweza eneo kubwa (kawaida na eneo la picha kwa sura 35x35cm) Uchambuzi wa picha ya mimea / mazao, katika uwanja unaweza kufanya uchambuzi wa picha ya fluorescence ya chlorophyll usiku chini ya hali ya kukabiliana na giza, lakini pia uchambuzi wa picha ya fluorescence ya chlorophyll chini ya hali ya kukabiliana na mwanga wa mazingira, kuliko kipimo cha fluorescence ya fluorescence ya laser rahisi (kupitia chanzo cha mwanga cha kuchochea na kuchochea fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence ya fluorescence

Mfumo mwingine wa uchambuzi wa picha ya phenotype:

1)PhenoUASJukwaa la uchambuzi wa phenotype ya mazao ya kawaida ya drone ya juu

2)FluorCamMfumo wa Uchambuzi wa Chlorophyll Fluorescence na RGB

3)FluorCamSample-Scanning Chlorophyll Fluorescence na RGB Picha Uchambuzi Mfumo (optional na infrared joto picha)